La régulation terminale des émetteurs doit gérer les deux principaux paramètres suivants :
- La température ambiante ;
- L’intermittence d’occupation.
Cela étant, selon le type d’émetteurs, et si ces fonctions sont assurées à un autre niveau d’un système centralisé, ces paramètres ne sont pas systématiquement à piloter par la régulation terminale.
Gestion de la température ambiante
Elle consiste à chauffer le local à la température souhaitée, ni plus ni moins. L’activité de la régulation sera d’autant plus importante si la pièce est soumise à des apports gratuits importants. Ces apports peuvent être internes ; ils sont liés aux occupants ou aux équipements qui dégagent de la chaleur (bureautique, éclairage, cuisson). Ces apports peuvent être des apports solaires. Sans régulation terminale, ces apports ne sont pas valorisés, le système continue de chauffer inutilement. On estime par exemple usuellement que des robinets thermostatiques sur des radiateurs entrainent un gain de 7 % sur les consommations par rapport à des robinets manuels.
L’action automatique de la régulation sur l’organe à réguler pour maintenir la température ambiante peut être du type :
- Tout ou rien (TOR) : l’émetteur fournit ou ne fournit pas de chaleur. C’est le fonctionnement le plus basique ;
- Proportionnelle : l’organe de régulation fonctionne de 0 à 100 % en fonction d’une plage de température (bande proportionnelle) ;
- Proportionnelle intégrale (régulation PI) : le régulateur intègre l’écart entre la consigne souhaitée et la température réelle. Il corrige alors son action et supprime l’écart.
- Proportionnelle intégrale dérivée (régulation PID) : c’est l’action de régulation la plus complète et efficace, si les réglages sont correctement effectués. En plus des actions P et I, le régulateur tient compte des variations temporelles de l’écart entre la consigne et la température réelle. Cela supprime l’effet yo-yo autour de la valeur de consigne. Les régulateurs fournis par les fabricants sont préréglés en fonction des usages selon les types d’émetteurs, de locaux, etc. Ou bien ils possèdent des fonctions auto-adaptatives. Cela dispense l’installateur d’avoir à procéder à ces réglages qui sont pointus.
Une autre fonction peut se rajouter pour gérer la température ambiante : la fonction « change over » (C/O). Cette fonction est indispensable pour les émetteurs qui assurent le chaud et le froid, afin d’assurer les passages hiver/été et été/hiver. En effet pour un écart de température donné entre la consigne et la température ambiante, l’action sur l’organe de régulation doit être inverse l’été par rapport à l’hiver. Les passages hiver/été se font soit manuellement, soit automatiquement selon les régulateurs.
Gestion de l’intermittence
Elle consiste à tenir compte de la présence ou non d’occupants dans la pièce et à assurer la programmation horaire des consignes de températures de confort et réduites.
La programmation horaire est plus ou moins performante selon qu’elle est journalière, hebdomadaire, ou annuelle.
Moins les locaux sont occupés, plus les enjeux énergétiques sur la gestion de l’intermittence sont importants. Les bâtiments tertiaires sans hébergement sont donc plus concernés que les logements ou les bâtiments avec hébergement (hôpitaux, maisons de retraite, internats, résidences de vacances, etc.).
La gestion de l’intermittence est donc à réaliser en fonction d’une détection physique de présence, de plages horaires d’occupation, ou bien des deux.
Le bon choix va souvent dépendre de la vocation de la pièce :
- Dans une salle de réunion par exemple, une gestion optimum de l’intermittence tient compte de la présence ou non d’occupants. L’information de la présence d’occupants est fournie au régulateur soit par sonde de présence, soit par sonde de CO2.
- Dans un bureau occupé régulièrement, c’est une programmation horaire qui sera plus adaptée pour prendre en compte l’intermittence. Cette programmation horaire agira au niveau du bureau, ou bien sur toute une zone.
Une bonne régulation terminale devra également gérer les auxiliaires de l’émetteur, le cas échéant. Il s’agit le plus souvent de ventilateurs. Seront ainsi gérés : leur marche, leur arrêt ou bien encore leur vitesse de soufflage.
C’est parfois l’auxiliaire qui est l’organe principal à réguler pour assurer la gestion de la température ambiante et/ou l’intermittence.
Les consommations électriques des auxiliaires font partie des consommations conventionnelles prises en compte dans la réglementation thermique. Les enjeux énergétiques sur la gestion des ces auxiliaires sont donc importants car ils utilisent obligatoirement l’énergie électrique qui consomme beaucoup d’énergie primaire.
D’autres fonctions diverses peuvent se rajouter sur les régulations terminales :
- La fonction « contact de feuillure » coupe l’émetteur lorsque des fenêtres donnant sur l’extérieur sont ouvertes ;
- La fonction « maître/esclave » est utilisée lorsqu’il y a plusieurs régulations terminales dans le même local ;
- Une fonction « communicante » lorsque le régulateur fait partie d’un système de gestion centralisée.
Enjeux